Эффективная подготовка к государственным междисциплинарным экзаменам для студентов технических специальностей (стр. 29 )

1 - Позволяет проанализировать данные, что известно, что не известно.

2 - Прогнозируются характеристики с учетом тенденции развития науки; содержит информацию для разработки конкретной системы. Между пунктами (2) - (7) разрыв 3 года.

3 - Разработка системы может быть распределена между различными организациями; но при этом: сложность объединения различных деталей. Изготавливаются макеты, проводятся испытания. Привлекаются специалисты разных направлений. Решается вопрос, для каких задач будет предназначена система.

4 - Изготовление системы включает в себя не только производство детали, но и оборудования, способствующей программы. Стремятся к тому, чтобы создать систему силами, имеющимися на предприятиях промышленности. Проверяют возможность привлечения имеющихся специалистов, использования существующего технологического оборудования.

5 - Транспортирование системы на место сборки (может отсутствовать). Предприятия выполняют заказы и отправляют продукцию. При этом могу быть оговорены условия транспортировки. Предусматривают элементы крепления.

6 - Хранение системы - если собирать не сразу (может отсутствовать). Разнобразные условия хранения. Существуют изделия, которые хранятся всю жизнь. Их конструкция должна быть предусмотрена.

7 - Эксплуатация системы. Некоторые системы не имеют этой стадии: военная техника; изделия, связанные с обеспечением безопасности (на тепловых электростанциях).

8 - Утилизация системы - процессы, связанные с повторным использованием комплектующих элементов изделия и материалов.

Каждая техническая система, принадлежащая к некоторому классу технических систем, в своем развитии проходит 4 стадии развития: детство (I), зрелость (II), старость (III) и деградация (IV).

1. Детство отражает первые попытки технической реализации выполняемых ТС функций. Характеризуется низкими значениями параметров изделий, уступающими показателям качества известных технических средств, техническим несовершенством, переносом отдельных технических решений из известных технических объектов или систем, отсутствием специалистов и необходимой производственной базы, отрицательным отношением окружающей среды.

2. Зрелость характеризуется показателями качества, превышающими показатели качества известных систем, высоким техническим совершенством, высокой степенью удовлетворения существующих общественных потребностей, вовлечением в сферу проектирования и производства значительного количества специалистов, быстрыми темпами развития, наличием производственных площадей, разветвленной системой изобретений, большим количеством изобретений, признанием общества.

3. Старость - потеря популярности объектом техники, экономическая неэффективность изготовления и использования, инерция мышления специалистов, наличие альтернативных ТС, борьба за поддержание позиций ТС, препятствие новому, конкурентоспособному, большое число специалистов, уменьшение потока изобретений, низкие значения прироста показателей качества.

4. Деградация: резкое сокращение финансирования существующей ТС, падение спроса на ТС, полная потеря интереса общества, развитие прекращается, устаревшие технологические процессы не обеспечивают поддержание показателей качества.

Важную роль играет заинтересованность общества в создании тех или иных систем.

Специалисты устанавливают, на какой стадии находится та или иная система. Определение места ТС на графике развития – ключ для определения целесообразности решения возникающих задач. Прогнозируя развитие ТС на начальном этапе, надо ориентироваться на состояние предшествующей или конкурирующей ТС.

3. Виды подобия моделей

Всякий процесс труда есть деятельность, направленная на достижение определенной цели. Важнейшим организующим элементом такой деятельности является образ желаемого будущего, т. е., модель состояния, на реализацию которой и направлена деятельность.

Модели систем так же, как и сами системы, подразделяются на ряд уровней иерархии. Применительно к разным классам объектов, понятие модели может носить разное содержание. Но в любом случае, модель осознается как нечто универсальное, хотя и реализуемое разными способами.

Модель есть способ существования знаний.

Процесс моделирования является неотъемлемой частью деятельности человека.

Иногда создание модели идет параллельно с созданием объекта.

1. Модель изображает не просто оригинал (объект), а то, что нас интересует в нем. По отношению к одному объекту может быть разработано несколько моделей (лошадь со стороны спортсмена, ветеринара, торговца мясом имеет разные модели).

2. Модель имеет целевое назначение. Одному и тому же объекту мы можем сопоставить несколько моделей, обеспечивающих достижение разных целей.

Модель должна давать ответы на следующие вопросы:

1. для кого разработана;

2. зачем (с какой целью);

3. модель чего;

4. какими средствами;

5. в какой среде;

6. какого качества (есть точные и приближенные модели);

7. каким способом (отображаются определенные зависимости).

Модели подраздел на объяснительные (напр., обучающие) и предсказательные, которые позволяют спрогнозировать поведение системы и ее свойства.

Требования, предъявляемые к моделям:

1. Полное тождество строения модели и оригинала (оно реализуется в условиях изоморфизма). Каждому элементу модели соответствует элемент оригинала.

2. Создание упрощенного образа моделируемого объекта (гомоморфизм). Гомоморфизм, как и изоморфизм, сохраняет все определенные на исходной системе свойства и отношения, но в отличие от изоморфизма, это отображение может состояться из отдельных составных частей.

3. Свойство рефлексивности модели и оригинала (любая система есть своя собственная модель).

4. Свойство транзитивности.

Классификация модели должна осуществляться на основе классификации целей, поскольку модель имеет целевое назначение. Поэтому можно выделить следующие типы моделей, что соответствует делению целей на теоретические и практические.

1) познавательные;

2) прагматические.

Познавательные модели являются формой организации и представления знаний, средством соединения новых знаний с имеющимися. Познавательная деятельность ориентирована в основном на приближение модели к реальности, поэтому при обнаружении расхождения между моделью и реальностью встает задача устранения этого расхождения с помощью изменения модели.

Прагматические модели являются средством управления, организации практических действий, способом представления образцово-правильных действий, т. е. являются рабочим представлением целей. Прагматические модели носят нормативный характер, играют роль стандарта, эталона, под который подгоняются как сама деятельность, так и её результат.

Примерами прагматических моделей могут служить планы и программы действий, уставы организаций, руководство для пользователей, алгоритмы, стандарты (в том числе, образцовые), рабочие чертежи и т. д.

Использование прагматических моделей состоит в том, чтобы при обнаружении расхождений между моделью и реальностью направить усилия на изменения реальности, чтобы приблизить реальность к модели.

Основное различие между познавательными и прагматическими моделями состоит в том, что познавательные модели отражают существующее, а прагматические – не существующее, а желаемое.

Другим принципом классификации моделей является деление их на статические и динамические.

Статические модели отражают состояние конкретного объекта в заданном положении структурных элементов (географически карты, сборочные чертежи, структурные модели систем и т. д.). Недостаток - не позволяют представить функционирование системы, изменение показателей качества, прогнозировать различные ситуации, неправильно отображают существенные свойства системы (иногда).

Динамические модели. Когда достижение поставленной цели связано с моделированием не каких-то единичных, оторванных друг от друга моментов, а с изменением состояний в целом, возникает необходимость перехода к динамическим моделям. Примеры: вольтамперные характеристики электровакуумных приборов, функциональные схемы системы, циклограммы, графики. В качестве одного из параметров динамической системы выступает время.

Разработка динамических моделей и обеспечение более достоверного отображения реальных объектов вызывают большие трудности, поскольку требуется точное представление обо всех происходящих в системе процессах. Разработка трудоёмка, требует привлечения специалистов высоких квалификаций и использования различных математических методов.

Модели также делятся на абстрактные (идеальные) и материальные (вещественные).

Абстрактные модели являются идеальными конструкциями, построенными средствами мышления. К ним относятся различные иерархические схемы, языковые конструкции, построенные на естественном языке.

Математические модели обладают абсолютной точностью, но чтобы дойти до их использования в данной области, необходимо получить достаточное для этого количество знаний.

Нематематизированность какой-то науки не означает ее ненаучность, а есть следствие сложности, недостаточной познанности ее предмета. Это временное явление.

Чтобы некоторая материальная конструкция могла быть отображением, т. е. замещала бы в каком-то отношении реальный объект, должно быть установлено отношение похожести или подобия.

Подобие устанавливается физическим взаимодействием модели с объектом в процессе создания.

Различают следующие виды подобия:

Прямое подобие

Устанавливается в результате физического взаимодействия в процессе создания модели объекта (фотографии, масштабируемые модели, макеты).

В некоторых случаях прямое подобие позволяет создать системы, трудноотличимые от реальности: лазерные копии картин, фальшивые купюры.

Материальные модели создаются в тех случаях, когда мы не владеем знаниями некоторой новой области, когда нам необходимо сэкономить средства, избежав изготовления опытного образца изделия, когда нам необходимо получить достоверный ответ для того, чтобы решить вопрос о создании той или иной системы.